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[参考译文] LMX2581：PLL 锁定和相位噪声问题

admin
Guru**** 1825110 points
Other Parts Discussed in Thread: LP2985, CODELOADER, LMX2541, LMX2581, LMX2531
请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/clock-timing-group/clock-and-timing/f/clock-timing-forum/693284/lmx2581-pll-locking-and-phase-noise-issues

器件型号：LMX2581
主题中讨论的其他器件：LP2985、 CODELOADER、 LMX2541、 LMX2531

尊敬的先生，早上好。

我遇到 了 LMX 2581锁定问题。 我想将其用作合成器、以生成 多 个频率。 (一次一个)使用20MHz 振荡器输入的950MHz、990MHz、1030MHz、1070MHz 和1110MHz。  950MHz 频率的射频输出设置。 它还提供了948.62 MHz 的未锁定频率。 我已使用3个 LDO 为 LMX 2581 (LP2985)供电、目前正在进行测试、我从  振荡器输入上大约+3dBm 的信号发生器提供20MHz 的频率。 相位噪声性能也非常差。 我已根据您的评估板检查了电路。 请帮助

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    LB、

    感谢您为所有这些细节付出宝贵的努力。  一般而言、我看到一些优化方法、但没有明显的错误使 PLL 解锁。

    我不确定问题、但在我看来、VCO 校准似乎选择了错误的频带。  VCO 校准选择 VCO_CAPCODE。  如果它关闭、您将获得错误的频率。  您可能需要测量调谐电压并验证它是否强制使用电源轨。  可能导致这种情况的原因是：

     OSCin 输入上的问题

    20MHz 是较低的频率、 如果这是正弦波、则 它可能具有慢速压摆率。  如果校准期间出现任何类型的灵敏度问题、 VCO 可能会卡在过低的频带。  如果压摆率较慢且校准期间存在任何类型的噪声、则可能会导致误计数并导致 PLL 达到错误的频带。  我不知道您的焊盘中的电阻值、但如果您可以提高压摆率、这将有所帮助。  此外、慢速压摆率会导致 PLL 相位噪声降级、我想您刚才提到了一些有关高噪声的内容。  

    2. 编程/偏置电容

    有22 μ F 偏置电容器。  如果您是从冷启动中退出、则需要一些时间来进行充电。  另外、请注意、如果只需将 R15编程到 R0、然后需要再对 R0寄存器进行一次编程。  引脚18上的电压也需要稳定。  如果您发现第一次解锁、但多次对器件进行编程可解决问题、则会指出这一点。

    此外，关于您提供的信息，我还有一些意见...

    CodeLoader PLL 选项卡和位/引脚选项卡：

    - 我看不到会导致 PLL 不锁定的任何东西。   从性能的角度来看、您的小数减少量似乎始终具有6或更小的分母、因此我建议将小数分母更改为2、并使用无抖动的一阶调制器以实现最佳杂散性能。  此外、这是相位噪声的最佳选择。

    CodeLoader Regiseters 选项卡：

    我 没有发现任何问题。  有些测试寄存器很关键、设置正确。

    通用 CodeLoader 注释：

    我 认为这不会解决这个问题，但我建议您使用 TICSPro。  它基本上是 CodeLoader 的升级形式

    原理图：

    - 对于 RFoutA、您不必花费宝贵的电路板空间来路由您不使用的输出。  您只需关闭电源并悬空引脚即可。

    此致、
    Dean

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    尊敬的先生：
    非常感谢您的宝贵建议。 我正在尝试实施您的建议、并与您联系。

    报
    L B 双管
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    尊敬的先生：
    1。
    如何提高振荡器输入的转换率。 为了测试这张卡，我使用 Agilent 信号发生器提供了 osillilator 输入，该信号发生器非常稳定(尽管在我的实际卡中，我使用了 Rakon 部件号 CFPT-9007-EX-3A-LF 的 TCXO，但在此之前，我也不使用 LMX2541和此 TCXO 运行任何卡)。 实际上、我在 LMX2581中测量了振荡器输入引脚处的功率输入、其功率大约为2-3 dBm。 根据数据表、此 IC 的灵敏度水平为-3.9dBm、因此它在+3dBm 输入下应该能够完美工作。

    2. VCO_CAPCODE=128 I used 且我将测量调谐电压并返回给您。

    我对器件进行了2-3次编程、但未锁定。

    4.对于1900MHz 的输出频率、您建议 N=47且 Fnum=1000000 Fden=2000000我将实施并返回给您。

    5.我已经使用 DB-9连接器(使用了 LE、CLK、数据和接地)和 Codeloader 4对器件进行了编程、现在我尝试使用 TICSPRO 运行此操作并返回给您。


    此致
    L B 双管
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    尊敬的 Dube：

    我使用了您的设置、并且还可以使用 sigGen 作为参考时钟来使其锁定。
    您的 sigGen 和 sepcAn 是否使用相同的10MHz 参考时钟？
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    尊敬的先生：
    我检查了频谱分析仪的参考时钟、信号发生器为10MHz。 但它实际上并未锁定、我测量的频率为950MHz、它提供的频率约为949MHz、我还放置了一个峰值标记。 该峰值标记在峰值时不稳定、这意味着 PLL 未锁定。
    2.我进一步测量了 C29引脚上的 VTune 电压、结果不正确。 它的电压为3.147V、但根据数据表、它应该为1.4V
    我尝试了 N=47、Fnum=1000000、Fden=2000000、Frac_Order =一阶、但也没有帮助。
    4.我在 VCCBUF 引脚上放置了 L3=18nH (简单 SMD 电感器)。 是正确还是应该放置120欧姆的铁氧体磁珠。
    请提供您的建议、说明如何锁定 PLL 电路。


    此致：
    LBdube.
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    LBdube,

    1和2。 我注意到、当您预计在 VCO 频率下达到950MHz 时、您测量的调谐电压为3.147、而您测量的频率为949MHz；在 VCO 频率下为2MHz。 请注意、该器件具有负调谐系数 VCO、且调谐范围分为许多不同的频带。 看起来 VCO 可能在校准期间选择了正确的频段、但现在感觉它想要将 VCO 频率推低、并且已耗尽余量。 我认为最可能的问题是10MHz 输入基准。 如果有任何方法可以增加信号发生器功率或信号发生器频率(用于诊断目的)、这将有助于验证这一点。 此外、LMX2581允许用户通过 MUXout 引脚查看 R 分频器的输出。 这可能是一个有用的诊断、因为它告诉您部件看到的实际分频值、这是更完整的确认。 此外、确保基准为交流耦合、因为直流耦合可能会导致输入灵敏度问题。

    好的、听起来不是小数问题
    4、铁氧体磁珠不是很重要、可以在那里放0欧姆。 铁氧体磁珠可以将相位检测器杂散提高几 dB、但由于难以锁定部件、最好减少不确定性源。 18nH 比铁氧体磁珠更可靠；我看到铁氧体磁珠有时会导致稳定性问题。

    此外、请确保最后校准 VCO。 例如、如果使用输出分频器、请确保使用该输出分频器进行校准。 输出负载可能会引入较小的 VCO 频移、并导致 VCO 选择不同的频带。 了解 LMX2581具有4个 VCO 内核、每个内核具有256个不同的频带、因此总共具有1024个频带。

    此致、
    Dean
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    尊敬的先生：

              感谢您的持续支持。 我尝试实施您的建议。

    1：在10MHz 频率下同步相同参考源的信号发生器和频谱分析仪、这 是我通过使用信号发生器的10MHz 输出实现的、并作为频谱分析仪的外部参考输入提供的。

    2.  我更改了振荡器输入频率和功率 ，并尝试将 PLO 锁定在其它频率 exp-3518MHz (这是我的其它应用所必需的)。 PLO 锁定并提供稳定的频率。 尽管相位噪声不是很好。 在偏离3518MHz 载波频率16-17KHz 时、相位噪声会变得更糟。 这显示在3518_sa.jpg 文件中。 如何提高相位噪声。

    此外、我尝试使用20MHz 振荡器生成3518MHz、但它不会锁定。 输出峰 值频率会有所不同。

    3.我尝试使用100MHz 振荡器源生成950MHz、但输出不会锁定我发送了这个视频。 文件：950_VD

    请建议如何实现稳定。

    4.我分别为 R/2和 N/2选择了 LD、并检查了 LD 信号、它提供了50MHz 稳定的输出该男子的行为是正确的。

    此致：

    LBDube

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    LBDube、

    从软件设置中、我会说：
    如果您需要的分数是1/2、只需将其表示为1/2并使用一阶调制器。 这是杂散和相位噪声的最佳选择。
    2. TICSPro 具有升级版 GUI 和更多视觉反馈、可帮助用户突出问题。 我建议您使用这个。


    当您更改输入基准时、您也会更改相位检测器频率、这会在已经存在未知情况时引入另一种未知情况。 我建议选择固定相位检测器频率、例如20MHz、因为这是电路板的设计目标。 然后、对于10MHz 输入、使用 OSC_2X 将10MHz 加倍至20。 对于20MHz、直接进入。 对于100MHz、除以5。 通过这种方式、可以更好地隔离问题。 如果您将相位检测器频率从20MHz 更改为100MHz、则会更改环路带宽和环路动态、因此这是另一个未知情况。 还应注意、当输入频率高于64MHz 时、需要增加 OSC_FREQ 字。

    此外、我看到您从 VCO_SEL=4开始、并且您所关注的频率之一在 VCO4范围内。 请注意第19页数据表中的此注释。
    "一个良好的起点是为 VCO 3设置 VCO_SEL = 2并设置 VCO_SEL_MODE = 1、以从所选开始
    内核。 如果有可能将 VCO 从高于3GHz 的频率直接切换到低于3GHz 的频率
    2.2 GHz、VCO_SEL_MODE 不能设置为0。 在这种情况下、仍可以将 VCO_SEL_MODE 设置为1以选择 A
    启动内核、但 VCO_SEL 指定的启动内核不能是 VCO 4"

    此致、
    Dean
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    TI__Guru**** 1825110 points
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    尊敬的先生：
    早上好。

    您能否提供如何将 TICSpro 连接到 USB。
    目前、我正在使用 codeloader4对 Lmx2581进行编程、并已将 LE、CLK、数据和 GND 从 PCB 板连接到引脚编号为的 DB25连接器(Parral 端口25引脚连接器) 根据编码器连接、引脚25处的3、4、2和 GND。
    您能告诉我吗？来自 PCB 板的 CLK、数据和 LE 输出在哪里被映射到(引脚编号) USB 或我需要使用的某些转换器板。
    请告诉我们、我可以继续使用 TICSpro。

    此致
    LBdube.
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    尊敬的先生：

            我尝试使用 20MHz 振荡器输入以及与相位检测器频率相同的20MHz 将输出频率锁定在950MHz 和3518MHz，但即使我测量到锁定电压为0V，它也不会锁定。

    1、对于950MHz 输出的频率约为949或951MHz、输出峰值振荡、我 通过设置 MUX_OUT_SELECT =R/4输出的频率为5MHz 稳定输出、在第二种情况下、我设置 MUX_OUT_Select =N/4、然后输出稳定锁定在5.02MHz  (虽然它应该为5MHz)。

    2.我尝试将振荡器输入功率级别从-2dBm 更改为 5dBm (数据表中建议的-4dBm 更改为+8dBm)、但它没有锁定。

    3.我 尝试 了 VCO 内核的 make 设置、正如  您在附加文件中看到的那样、建议使用 VCO3和 VCO_MODE=1、但在任何情况下都不会锁定。

    4.我尝试使用20MHz 相位检测器在3518MHz 下锁定 、而20MHz 振荡器输入 未锁定。

    我注意到另一件奇怪   的事情是、在开路条件下、我测量了 VCC_FRAC=4.2V (在我的电路中、我通过将 R26一侧靠近 VCC_FRAC 打开来测量此值、电压=4.2V、我施加的另一侧为3.3V (变为3.3V_3)))、为什么会出现此4.3电压。

    我认为此器件 LMX2581在锁定问题上存在一些问题。在两个月前、我还使用 LMX2581制作了两张卡、这些卡也存在锁定问题。 我请求您使用 LMX 2581实现此 PCB 板、并检查您是否能够 锁定。

    或者检查此器件的评估板、您的评估板中附近的组件值存在一些问题。 我测试 了其他 LMX 合成器、如 LMX 2541和 LMX2531。 但我在锁定方面遇到了任何问题。

    这不仅是我的问题、而且这个社区的其他人也提出了与 LMX2581相同的锁定问题、因此请为使我们的设计人员满意、请检查或如果您发现问题 、请检查并做出纠正决定

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    e2e.ti.com/.../950_5F00_MHz.docx。

    此致

    磅杜布

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    LB Dube、

    我使用 LMX2581 EVM、在20MHz 和100MHz 输入下锁定到950和3514 MHz；没问题。 您已经对振荡器输入进行了几次实验、但这种情况并没有发生。

    现在、我对硬件感到怀疑、因为：
    1、RFoutA 有两个接地下拉电阻。 但这些应该被拉至 Vcc。 在您发送的某些文件中、您已打开 RFoutA 电源。 由于输出缓冲器消耗大量电流、这似乎会带来问题。 通常、最好简单地移除两个下拉电阻器(原理图上的 R8和 R9看起来很难读取)。 我们的电源引脚通过 ESD 二极管环进行连接、这意味着、如果您将一个电源接地、它会将其他电源下拉。 现在 RFoutA 不是电源、但如果您接地的是预期拉至 Vcc 的东西、这可能是一个问题。
    2.对于 VccFRAC 实验、该引脚的电流通常小于1mA、因此我不会期望电阻器上出现较大的压降。 也许当您打开电阻器时、此引脚可能通过 ESD 二极管环供电。 不过、我本来希望它比其他电源低0.7V、而不是更高。 也许在内部、VCO 振荡电路可在高于3.3的电压下运行。 您测量的电压高于3.3V、并且 VCO 有问题、因此它的作用就像正在被分类一样。 将其添加到 RFoutA 接地、可能会导致问题。
    3.对于电源引脚、我无法读取串联电阻值。 数据表第47页的第10.1节介绍了不同引脚的电流消耗、因此您可以了解压降。

    此致、
    Dean